CN204928079U - 过流保护电路、功率因数校正电路和变频空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种过流保护电路、功率因数校正电路和变频空调器，其中，过流保护电路包括用于串接在被检测电路的电流回路中的采样电阻、光隔离放大器、模数转换电路和控制器，光隔离放大器的正、负输入端分别连接采样电阻的两端，以接收采样电阻上的电压的输入；光隔离放大器的输出端连接模数转换电路的输入端，光隔离放大器对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至模数转换电路；模数转换电路的输出端连接控制器，模数转换电路将光隔离放大器输出的模拟电压转换为数字信号输出至控制器；控制器根据接收到的数字信号控制被检测电路的电流回路导通或断开。本实用新型技术方案避免了过流保护电路误判，提升了过流保护电路的可靠性。

Description

过流保护电路、功率因数校正电路和变频空调器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种过流保护电路、功率因数校正电路和变频空调器。

背景技术

目前，变频空调器的功率因数校正电路和智能功率模块的过流保护的电流采样检测处理均为比较器的方式。

如图1所示，为现有过流保护电路的电路示意图，该过流保护电路主要由采样电阻Rs、比较器A、MCU以及电阻R10、R11、R12、R13、R14和R15构成，比较器A的正、负输入端接收分别接收经各个电阻对采样电阻Rs两端的电压分压后的电压，然后比较以输出相应的电平信号至MCU，MCU根据该电平信号输出相应的信号控制被检测的电路的电流回路的导通或断开。由于该过流保护电路中，各个电阻的阻值会由于环境温度变化或使用太久后而产生变化，导致比较器A输入端的电压变大或减小，从而造成被检测电路正常工作时，误判产生过流保护，或在被检测电路过流时，误判为正常工作而不产生保护，过流保护电路工作异常。另外，该过流保护电路的MCU与采样电阻Rs之间通过比较器连接，未进行电隔离，易相互干扰，而造成过流保护电路。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种过流保护电路，旨在避免过流保护电路误判，从而实现可靠精准的过流保护。

为实现上述目的，本实用新型提出的过流保护电路，包括用于串接在被检测电路的电流回路中的采样电阻、光隔离放大器、模数转换电路和控制器，所述光隔离放大器的正、负输入端分别连接所述采样电阻的两端，以接收所述采样电阻上的电压的输入；所述光隔离放大器的输出端连接所述模数转换电路的输入端，所述光隔离放大器对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端连接所述控制器，所述模数转换电路将所述光隔离放大器输出的模拟电压转换为数字信号输出至所述控制器；所述控制器连接所述被检测电路，所述控制器根据接收到的所述数字信号控制所述被检测电路的电流回路导通或断开。

优选地，所述模数转换电路包括比较器，所述比较器的正输入端连接所述光隔离放大器的正输出端，所述比较器的负输入端连接所述光隔离放大器的负输出端，所述比较器的输出端为所述模数转换电路的输出端。

优选地，所述模数转换电路包括比较器，所述比较器的正输入端连接所述光隔离放大器的正输出端，所述比较器的负输入端连接基准电源，所述比较器的输出端为所述模数转换电路的输出端，所述光隔离放大器的负输出端接地。

优选地，所述模数转换电路包括NPN型三极管和第一电阻，所述NPN型三极管的基极连接所述光隔离放大器的正输出端，所述NPN型三极管的集电极连接电源，所述NPN型三极管的发射极经第一电阻接地，所述NPN型三极管的发射极作为所述模数转换电路的输出端；所述光隔离放大器的负输出端接地。

优选地，所述模数转换电路还包括第二电阻，所述NPN型三极管的发射极经所述第二电阻连接电源。

优选地，所述光隔离放大器的正输入端经一电容连接其负输入端。

优选地，所述光隔离放大器的正、负输入端与所述采样电阻的连接线路并排设置。

优选地，所述光隔离放大器的正、负输入端与所述采样电阻的连接线路等长。

本实用新型还提出一种功率因数校正电路，包括过流保护电路，所述过流保护电路包括用于串接在被检测电路的电流回路中的采样电阻、光隔离放大器、模数转换电路和控制器，所述光隔离放大器的正、负输入端分别连接所述采样电阻的两端，以接收所述采样电阻上的电压的输入；所述光隔离放大器的输出端连接所述模数转换电路的输入端，所述光隔离放大器对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端连接所述控制器，所述模数转换电路将所述光隔离放大器输出的模拟电压转换为数字信号输出至所述控制器；所述控制器连接所述被检测电路，所述控制器根据接收到的所述数字信号控制所述被检测电路的电流回路导通或断开。

本实用新型还提出一种变频空调器，包括主控板，所述主控板包括过流保护电路，所述过流保护电路包括用于串接在被检测电路的电流回路中的采样电阻、光隔离放大器、模数转换电路和控制器，所述光隔离放大器的正、负输入端分别连接所述采样电阻的两端，以接收所述采样电阻上的电压的输入；所述光隔离放大器的输出端连接所述模数转换电路的输入端，所述光隔离放大器对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端连接所述控制器，所述模数转换电路将所述光隔离放大器输出的模拟电压转换为数字信号输出至所述控制器；所述控制器连接所述被检测电路，所述控制器根据接收到的所述数字信号控制所述被检测电路的电流回路导通或断开。

本实用新型技术方案通过采用光隔离放大器，光隔离放大器的电-光-电转换形式将从其输入端输入的强电转换为弱电从其输出端输出，并且将其输入端与输出端在电气上完全隔离，则将连接在其输出端的电路与连接在其输入端的电路隔离，控制器和模数转换电路不会干扰易受干扰的模拟电路部分(被检测电路和采样电阻)，使采样电阻的采样更加精准；并且通过光隔离放大器的转化后输出为弱电，无需再通过电阻分压来进行降压，避免了由于电阻阻值变换而造成过流保护电路误判的情形，更加可靠。

附图说明

图1为现有过流保护电路的电路示意图；

图2为本实用新型过流保护电路第一实施例的电路结构图；

图3为本实用新型过流保护电路第二实施例的电路结构图；

图4为本实用新型过流保护电路第三实施例的电路结构图；

图5为本实用新型过流保护电路第四实施例的电路结构图。

具体实施方式附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	光隔离放大器	20	模数转换电路
30	控制器	Rp	采样电阻
				C1	电容	U	比较器
Q	NPN型三极管	R1	第一电阻
				R2	第二电阻	R3	第一限流电阻
R4	第二限流电阻	R5	第三限流电阻
				R6	第四限流电阻	R7	第五限流电阻
1	光隔离放大器的正输入端	2	光隔离放大器的负输入端
				3	光隔离放大器的正输出端	4	光隔离放大器的负输出端
VCC	电源

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本实用新型的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提出一种过流保护电路。

参照图2，图2为本实用新型过流保护电路第一实施例的电路结构图；在本实施例中，该过流保护电路，包括用于串接在被检测电路(例如，功率因数校正电路)的电流回路中的采样电阻Rp、光隔离放大器10、模数转换电路20和控制器30，光隔离放大器10的正、负输入端(分别为标号1和2)分别连接采样电阻Rp的两端，以接收采样电阻Rp上的电压的输入；光隔离放大器10的输出端连接模数转换电路20的输入端，光隔离放大器10对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至模数转换电路20；模数转换电路20的输出端连接控制器30，模数转换电路20将光隔离放大器10输出的模拟电压转换为数字信号输出至控制器30；控制器30连接被检测电路，控制器30根据接收到的数字信号控制被检测电路的电流回路导通或断开。

本实施例的过流保护电路在使用工作时，采样电路串接在被检测电路的回路中，从而采样电阻Rp的两端形成与其所在电流回路中的电流成正比的电压，光隔离放大器10的正、负输入端分别连接在采样电阻Rp的两端，从而光隔离放大器10的正、负输入端之间的电压差为采样电阻Rp两端的电压，光隔离放大器10将其正、负输入端输入的电压进行电-光-电(即为由电转换为光后，再由光转换为电)转换后，输出模拟电压信号，模拟电压信号输入到模数转换电路20中，模数转换电路20将该模拟电压信号转换为对应的数字信号输出给控制器30，控制器30则根据该数字信号大小确定是否过流，从而控制被检测电路继续正常工作或断开电流回路。

本实施例技术方案通过采用光隔离放大器10，光隔离放大器10的电-光-电转换形式将从其输入端输入的强电转换为弱电从其输出端输出，并且将其输入端与输出端在电气上完全隔离，则将连接在其输出端的电路与连接在其输入端的电路隔离，控制器30和模数转换电路20不会干扰易受干扰的模拟电路部分(被检测电路和采样电阻Rp)，使采样电阻Rp的采样更加精准；并且本实施例中采用光隔离放大器10进行强电转弱电，不采用电阻分压的形式，避免了由于电阻阻值变换而造成过流保护电路误判的情形，更加可靠。

本实施例的光隔离放大器10优选采用HCPL-7840型号的光隔离放大器，HCPL-7840型光隔离放大器10，有3750V的隔离能力，还具有体积小，线性好，低的温度系数，成本低优点。当然，光隔离放大器10还可以为其它型号。

参照图3，图3为本实用新型过流保护电路第二实施例的电路结构图；模数转换电路20包括比较器U，比较器U的正输入端连接光隔离放大器10的正输出端3，比较器U的负输入端连接光隔离放大器10的负输出端4，比较器U的输出端为模数转换电路20的输出端。比较器U将光隔离放大器10正负输出端4的电压进行比较以输出相应的电平信号，控制器30根据比较器U输出的电平信号的高低，以分别输出控制被检测电路的电流回路关断和导通的控制信号。

本实施例还提出过流保护电路的另一实施方案，该实施例方案与第二实施例的方案的区别仅在于：比较器U的负输入端连接基准电源，光隔离放大器10的负输出端4接地。本实施方案通过将比较器U的负输入端连接基准电源，从而可通过调节基准电源的电压大小，从而调节比较器U输出高电平时，比较器U正输入端的所需的电压最小值，即调节了被检测电路中的电流回路中可流经的最大电流大小，从而可适用于对过流电流要求不同的电路进行检测，通用性更好。

参照图4，图4为本实用新型过流保护电路第三实施例的电路结构图；模数转换电路20包括NPN型三极管Q和第一电阻R1，NPN型三极管Q的基极连接光隔离放大器10的正输出端3，NPN型三极管Q的集电极连接电源，NPN型三极管Q的发射极经第一电阻R1接地，NPN型三极管Q的发射极作为模数转换电路20的输出端；光隔离放大器10的负输出端4接地。本实施例的模数转换电路20是通过NPN型三极管Q状态来控制输出给控制器30的电平信号的高低，进而使控制器30控制被检测电路的电流回路状态。具体的，被检测电路过流时，光隔离放大器10正输出端3的电压大于NPN型三极管Q的导通电压，NPN型三极管Q导通，从而电源VCC经NPN型三极管Q和第一电阻R1到地的回路导通，NPN型三极管Q的发射极为高电平，即模数转换电路20的输出端为高电平，控制器30控制被检测电路的回路断开；被检测电路正常工作(未过流)时，光隔离放大器10的正输出端3的电压小于NPN型三极管Q的导通电压，NPN型三极管Q截止，从而NPN型三极管Q的发射极为低电平，控制器30控制不断开被检测电路的电流回路，被检测电路继续正常工作。

参照图5，图5为本实用新型过流保护电路第四实施例的电路结构图；本实施例基于第三实施例的技术方案。本实施例的模数转换电路20还包括第二电阻R2，NPN型三极管Q的发射极经第二电阻R2连接电源；本实施例通过在NPN型三极管Q的发射极增加一路经第二电阻R2接电源VCC，从而可通过调节第二电阻R2的阻值来调节NPN型三极管Q的发射极的截止电位，使的NPN型三极管Q的基极电压(即光隔离放大器10的正输出端3)需要更大才能使NPN型三极管Q导通，从而可适用于对过流电流要求不同的电路进行检测，通用性更好。

需要说明的是，本实施例中优选采用NPN型三极管Q为例，当然NPN型三极管Q还可以用其它相似功能的开光管替换。

为提升电路的稳定性，在上述实施例的过流保护电路中，还设置有多个限流电阻，分别为第一限流电阻R3、第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6和第五限流电阻R7，其连接位置如图所示，不再详述。

进一步地，参照图3至图5，为进一步降低光隔离放大器10输入端的干扰，本实施例增加一电容C1对光隔离放大器10的输入端进行滤波，光隔离放大器10的正输入端1经一电容C1连接其负输入端2。

优选地，为进一步增加光隔离放大器10正、负输入端之间的抗干扰能力，以及降低传输损耗，本实施例优选采用光隔离放大器10的正、负输入端与采样电阻Rp的连接线路并排设置。以及优选光隔离放大器10的正、负输入端与采样电阻Rp的连接线路等长设置。

本实用新型还提出一种功率因数校正电路，该功率因数校正电路包括过流保护电路，该过流保护电路的具体电路结构参照上述实施例，由于本功率因数校正电路采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型还提出一种变频空调器，包括主控板，所述主控板包括过流保护电路，该过流保护电路的具体电路结构参照上述实施例，由于本变频空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当说明的是，本实用新型的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种过流保护电路，其特征在于，包括用于串接在被检测电路的电流回路中的采样电阻、光隔离放大器、模数转换电路和控制器，所述光隔离放大器的正、负输入端分别连接所述采样电阻的两端，以接收所述采样电阻上的电压的输入；所述光隔离放大器的输出端连接所述模数转换电路的输入端，所述光隔离放大器对接收到的电压转换为相应的模拟电压输出至所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端连接所述控制器，所述模数转换电路将所述光隔离放大器输出的模拟电压转换为数字信号输出至所述控制器；所述控制器连接所述被检测电路，所述控制器根据接收到的所述数字信号控制所述被检测电路的电流回路导通或断开。

2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述模数转换电路包括比较器，所述比较器的正输入端连接所述光隔离放大器的正输出端，所述比较器的负输入端连接所述光隔离放大器的负输出端，所述比较器的输出端为所述模数转换电路的输出端。

3.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述模数转换电路包括比较器，所述比较器的正输入端连接所述光隔离放大器的正输出端，所述比较器的负输入端连接基准电源，所述比较器的输出端为所述模数转换电路的输出端，所述光隔离放大器的负输出端接地。

4.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述模数转换电路包括NPN型三极管和第一电阻，所述NPN型三极管的基极连接所述光隔离放大器的正输出端，所述NPN型三极管的集电极连接电源，所述NPN型三极管的发射极经第一电阻接地，所述NPN型三极管的发射极作为所述模数转换电路的输出端；所述光隔离放大器的负输出端接地。

5.如权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述模数转换电路还包括第二电阻，所述NPN型三极管的发射极经所述第二电阻连接电源。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述光隔离放大器的正输入端经一电容连接其负输入端。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述光隔离放大器的正、负输入端与所述采样电阻的连接线路并排设置。

8.如权利要求7所述的过流保护电路，其特征在于，所述光隔离放大器的正、负输入端与所述采样电阻的连接线路等长。

9.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的过流保护电路。

10.一种变频空调器，包括主控板，其特征在于，所述主控板包括如1至8中任意一项所述的过流保护电路。